Karakteristik Bahan Baku
Penggunaan surfaktan nonionik pada percobaan ini dikarenakan surfaktan jenis ini tidak memiliki muatan saat dilarutkan pada media air, dimana surfaktan ini mengandung rantai polietilen oksida sebagai gugus hidrofilik sehingga mudah larut di air (Tharwat 2005). Surfakan nonionik juga bersifat biodegradable dan tidak toksik, sehingga aman digunakan untuk diaplikasikan pada lingkungan (Quintero et al. 2005). Penggunaan surfaktan anionik yang memiliki muatan negatif akan cocok pada air yang mengandung salinitas tinggi. Kedua jenis surfaktan ini mengandung gugus hidrofilik dan hidrofobik, dimana gugus hidrofilik akan mengikat molekul air, sedangkan gugus hidrofobik akan mengikat molekul minyak/lemak.
Surfaktan nonionik yang digunakan pada penelitian ini adalah dietanolamida (DEA) dan surfaktan anioniknya adalah metil ester sulfonat (MES). Surfaktan DEA dan MES memiliki sifat biodegradable, ramah lingkungan dan pendispersi yang baik. Sifat ramah lingkungan yang dimiliki oleh kedua surfaktan tersebut karena bahan baku pembuatan kedua surfaktan yang berasal dari minyak nabati yaitu olein sawit sedangkan sifat pendispersi yang baik disebabkan karena kedua surfaktan tersebut mengandung gugus hidrofilik dan hidrofobik pada molekulnya. Menurut Lee et al. (2007), proses pembuatan alkanolamida asam lemak dapat melalui dua cara diantaranya mereaksikan asam lemak dengan etanolamina atau mereaksikan metil ester sedangkan menurut Shipp (1996), DEA yang disintesis dari asam lemak minyak nabati lebih sering digunakan pada beragam aplikasi dibandingkan DEA yang disintesis melalui metil ester minyak nabati sebagai pendispersi yang baik disebabkan gugus hidrofilik dan hidrofobik yang terkandung pada kedua jenis surfaktan.
Proses pembuatan surfaktan DEA pada penelitian ini diawali dengan mereaksikan metil ester dan dietanolamina dengan katalis NaOH melalui proses amidasi. Reaksi amidasi adalah reaksi kimia yang terjadi antara amina dengan asam lemak atau ester pada kondisi proses tertentu. Tahapan pembuatan DEA menghasilkan surfaktan DEA dengan hasil samping methanol. Reaksi pembentukan DEA disajikan pada Gambar 3. Berikutnya DEA yang dihasilkan dilakukan uji sifat fisiko-kimia surfaktan (Tabel 1).
Gambar 3. Reaksi metil ester dan dietanolamina untuk menghasilkan dietanolamida (Bernardini 1983)
DEA yang digunakan dalam penelitian ini memiliki HLB sebesar 18, artinya surfaktan DEA lebih dominan larut dalam air dan dapat menjadi
9
agen pendispersi yang baik dalam air (Hasenhuetti 2000), oleh sebab itu surfaktan DEA umumnya dilarutkan di dalam air terlebih dahulu sebelum digunakan. Viskositas surfaktan DEA adalah 531 cP sedangkan pHnya sebesar 11. Produk surfaktan DEA yang digunakan pada penelitian disajikan pada Lampiran 4.
Tabel 1. Sifat fisiko-kimia dietanolamida (DEA) Karakteristik Surfaktan DEA
Densitas (g/cm3)(20 C) 0.983
Viskositas (cP) 531
pH 10.87
Tegangan Permukaan (mN/m)(1%) 27.52 Hidrofilik/hidrofobik balance (HLB) 18
Surfaktan kedua yang digunakan dalam formulasi OSD adalah surfaktan metil ester sulfonat (MES) dari metil ester olein sawit. MES disintesis melalui proses sulfonasi dengan gas SO3 pada konsentrasi 5 –
10%. Proses sulfonasi merupakan proses substitusi elektrofilik dengan agen pensulfonasi sehingga atom H dengan gugus –SO3H akan tersubtitusi pada molekul organik melalui ikatan atom karbon (Clayden et al. 2001) sedangkan penggunaan gas SO3 sebagai agen sulfonasi dalam pembentukan MES menyebabkan produk MES yang dihasilkan berkualitas tinggi dan memiliki biaya proses paling rendah diantara penggunaan agen sulfonasi lainnya (Rivai et al. 2004). Reaksi sintesis MES disajikan pada Gambar 4. Sifat fisiko-kimia MES yang digunakan disajikan pada Tabel 2.
Gambar 4 Reaksi sintesis metil ester sulfonat (MES) ( Foster 1996) Formula umum pembentuk MES adalah RSO3Na, dimana gugus R merupakan gugus hidrokarbon yang menjadi agen degradasi. Menurut Watkins (2001) Gugus hidrokarbon R berupa alkil dan produk pada MES dapat dicampur dengan isomer lainnya, dengan syarat isomer tidak mengandung rantai cabang sehingga gugus sulfonat masih bersifat
10
senyawa negatif, karena itu surfaktan MES digolongkan pada surfaktan anionik.
Tabel 2. Karakteristik Surfaktan metil ester sulfonat (MES) Karakteristik Surfaktan MES
Densitas (g/cm3)(20 C) 0.87
pH 5.97
Tegangan Permukaan (mN/m)(5%) 26.07 Hidrofilik/hidrofobik balance (HLB) 12
Karakteristik surfaktan MES memiliki sifat dispersi yang baik, sifat deterjensi yang baik meskipun pada air dengan kesadahan yang tinggi (hard water), tidak mengandung fosfat serta mudah terdegradasi (Matheson 1996). Kandungan pH pada surfaktan MES yang dihasilkan masih berada pada nilai pH asam, Surfaktan MES memiliki gugus non polar berupa CH3 yang bersifat hidrofobik. Pada penelitian ini metil ester digunakan sebagai media pelarut surfaktan MES. Pemilihan metil ester sebagai pelarut karena sifatnya yang lebih ramah lingkungan. Metil ester yang digunakan sebagai media pelarut surfaktan MES disintesis dari olein sawit. Reaksi pembentukan metil ester disajikan pada Gambar 5. Gambar 5 menampilkan metil ester mengandung gugus karbon yang dapat bereaksi dengan gugus hidrofobik pada surfaktan MES.
Gambar 5 Reaksi pembentukan metil ester (Matheson 1996) Formulasi Oil Spill Dispersant (OSD)
Tahap penelitian awal dilakukan untuk mengetahui komposisi dan tahapan yang tepat untuk menghasilkan formulasi oil spill dispersant (OSD) dalam aplikasi pencemaran tumpahan minyak di lingkungan laut. Hasil surfaktan yang dilarutkan pada masing-masing pelarutnya ditunjukkan pada Gambar 6. Larutan DEA terlihat lebih keruh, berwarna putih dan merupakan fraksi air, sedangkan larutan MES terlihat lebih jernih, berwarna kuning dan merupakan fraksi minyak. Pencampuran kedua larutan yang memiliki dua fraksi yang berbeda membentuk sistem emulsi.
11
(a) (b)
Gambar 6 Larutan Bahan Baku : (a) Dietanolamida (DEA) yang dilarutkan dengan air (b) MES yang dilarutkan pada media metil ester.
(a)
(b)
Gambar 7 Pengaruh konsentrasi surfaktan terhadap parameter tegangan permukaan : (a) Dietanolamida; (b) Metil ester sulfonat. 26.6 26.8 27 27.2 27.4 27.6 0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 T egan gan P er m u k aan (m N/m )
konsentrasi surfaktan DEA (%)
25.5 26 26.5 27 27.5 28 28.5 29 4.0 6.0 8.0 10.0 12.0 14.0 16.0 T egan gan P er m u k aan (m N/m )
12
MES merupakan surfaktan anionik, dimana MES memiliki gugus molekul negatif yang dapat mengikat molekul air dan minyak sehingga dapat berikatan dalam sistem emulsi. Peranan MES yang lebih besar juga dapat diketahui dari hasil pengukuran tegangan permukaan pada larutan surfaktan DEA dan MES. Gambar 7 menunjukkan pengaruh konsentrasi surfaktan terhadap parameter tegangan permukaan. Nilai tegangan permukaan terkecil pada surfaktan menunjukkan efektifitas kemampuan menurunkan tegangan permukaan yang artinya bahwa konsentrasi surfaktan mendekati nilai Critical Micelle Concentration (CMC) (Chan et al. 1981).
Stabilitas Emulsi OSD
Sistem emulsi merupakan suatu sistem yang menyatukan dua fasa cairan yang tidak dapat saling melarutkan yang terdiri dari fasa terdispersi dan fasa pendispersinya (Tadros 2009). Sistem emulsi ini memerlukan
emulsifier (pengemulsi) untuk dapat menyatukan dua fasa yang berbeda tersebut. Salah satu jenis emulsifier yang sering digunakan adalah surfaktan. Surfaktan sebagai emulsifier memiliki gugus hidrofilik (suka air) dan hidrofobik (suka minyak) (Suryani et al. 2002). Pencampuran antara kedua larutan surfaktan dilakukan dengan menambahkan fraksi minyak sedikit demi sedikit pada fraksi air, agar emulsi dapat terbentuk stabil. Proses tersebut bertujuan untuk memperoleh emulsi yang stabil perlu ditemukan rasio yang tepat agar kedua larutan tersebut dapat membentuk emulsi yang stabil.
Pengujian komposisi OSD yang tepat dilakukan melalui pengukuran stabilitas emulsi sampel. Menurut Suryani et al. (2002), stabilitas emulsi terbaik diperoleh ketika sistem emulsi mencapai kestabilan lebih dari 70%, dimana dengan kestabilan yang tinggi, ikatan emulsi pada sistem lebih kuat dan tidak mudah terpisah (breaking). Stabilitas emulsi dipengaruhi oleh beberapa faktor diantaranya perbandingan volume fasa yang dicampurkan, temperatur, peran emulsifier dan efek muatan. Sistem emulsi yang membentuk emulsi yang baik karena stabilnya gaya tarik menarik dan tolak menolak antar partikel agar tidak saling bergabung (Suryani et al. 2000). Penggunaan emulsifier pada sistem emulsi merupakan penyusun utama untuk menyatukan dua fasa yang berbeda dan untuk mempertahankan keseimbangan emulsi yang terbentuk. Emulsifier terdiri dari dua gugus yaitu gugus hidrofilik dan hidrofobik yang menyebabkan emulsifier memiliki kemampuan untuk menyatukan dua fase yang tidak terlarut. Gugus hidrofilik merupakan gugus penyuka air (polar) sedangkan gugus hidrofobik merupakan gugus yang dapat berikatan dengan minyak (nonpolar) (Suryani et al. 2000).
13
(a) (b)
Gambar 8 Hasil percobaa formulasi OSD: (a) contoh sampel pencampuran surfaktan DEA dan MES, (b) contoh sampel yang terpisah setelah pengukuran stabilitas emulsi.
Hasil analisis stabilitas emulsi produk OSD menunjukkan bahwa produk OSD dengan konsentrasi larutan DEA 1, 2, 3 ,4 dan 5 % yang dicampurkan dengan larutan MES dengan konsentrasi 1, 2, 3 dan 4% tidak menghasilkan emulsi yang stabil (< 80%) pada ketiga rasio pencampuran (1 : 3, 1 : 1 dan 3 : 1). Fenomena terbentuknya lapisan pada produk menunjukkan bahwa formula tidak stabil (tidak homogen). Hal ini menunjukkan pencampuran kedua larutan pada konsentrasi tersebut tidak membentuk emulsi yang baik. Produksi OSD yang tidak stabil diduga karena konsentrasi dan rasio pencampuran terhadap kedua larutan surfaktan tidak tepat. Produk OSD yang stabil dihasilkan pada rasio pencampuran 1 : 3. Hasil formulasi OSD yang memiliki tingkat kestabilan yang tinggi dan rendah ditunjukkan pada Gambar 8. Hasil formulasi yang stabil membentuk produk yang homogen atau tidak membentuk lapisan. Produk yang memiliki stabilitas emulsi > 80% pada penelitian ini diperoleh 12 sampel (Tabel 3). Formula yang tepat untuk penelitian ini adalah produk dengan formulasi rasio antara larutan DEA : larutan MES sebesar 1: 3.
Produk dengan nilai stabilitas tinggi didapatkan pada campuran larutan DEA 2, 3, 4, 5 % dan larutan MES 5, 10, 15 % dengan rasio 1:3. Produk dengan nilai stabilitas tinggi menunjukkan bahwa OSD merupakan produk W/O (water in oil), oleh karena itu rasio minyak harus lebih besar dari rasio air agar diperoleh emulsi yang stabil. Menurut Engstrom et al. (1999) metil ester yang berbasis minyak lemak merupakan molekul yang mempunyai permukaan aktif sehingga tidak mampu membentuk area domain minyak yang terpisah dalam air, oleh karena itu rasio antara minyak:surfaktan:air untuk membentuk emulsi membutuhkan fraksi minyak lebih berat. Di samping itu untuk membentuk sistem emulsi yang stabil, emulsi W/O dapat terbentuk dengan meningkatkan viskositas pada formulasi. Menurut Schramm (2005) salah satu cara untuk menstabilkan emulsi W/O pada
14
produk emulsi W/O adalah dengan meningkatkan viskositas produk, sehingga dapat menghambat terjadinya pemisahan kedua produk OSD (breaking).
Tabel 3. Hasil pengukuran stabilitas emulsi sampel OSD dari campuran MES dan DEA
MES DEA
Konsentrasi (%)
Rasio volume surfaktan DEA : MES
5 10 15 1 : 3 1 : 1 3 : 1 1 : 3 1 : 1 3 : 1 1 : 3 1 : 1 3 : 1 Ko n sen tr asi ( %) 1 X X X X X X X X 2 X X X X X X 3 X X X X X X 4 X X X X X X 5 X X X X X X
*bertanda x, stabilitas emulsi < 80% *bertanda , stabilitas emulsi > 80%
Stabilitas emulsi produk OSD yang diperoleh didukung oleh hasil pengukuran ukuran droplet (droplet size). Hasil pengukuran ukuran droplet produk OSD menunjukkan ukuran yang cukup seragam pada setiap perlakuan. Ukuran droplet yang dihasilkan pada berbagai rasio pencampuran DEA : MES diantaranya adalah ukuran droplet terkecil pada campuran konsentrasi 1% : 5% memiliki ukuran rata-rata 4 m, sedangkan ukuran droplet terbesar terdapat pada campuran konsentrasi 5% : 15% yang memiliki rata-rata ukuran droplet 14 m. Menurut Raymundo et al. (2005), bahwa ukuran droplet pada suatu sistem emulsi sangat berpengaruh pada faktor stabilitas emulsi, dimana semakin kecil ukuran droplet maka emulsi yang terbentuk juga lebih stabil. Produk OSD yang tidak stabil memiliki ukuran droplet yang tidak seragam seperti yang terlihat pada Gambar 9(b). Gambar tersebut terlihat adanya variasi ukuran droplet, yaitu berkisar dari 5
– 43 m. Ukuran droplet yang tidak seragam akan membentuk flokulasi pada sistem emulsi. Flokulasi dalam sistem emulsi dapat mengakibatkan pemisahan (breaking) atau emulsi gagal terbentuk. Fenomena flokulasi ini terkait dengan adanya ikatan yang lebih kuat dari droplet yang ukurannya lebih besar, sehingga terjadi gaya tarik menarik dengan droplet yang ukurannya lebih kecil. Menurut Fingas et al. (2008), ukuran droplet emulsi produk OSD disarankan berukuran kecil dan seragam, namun pada beberapa penelitian dihasilkan droplet OSD yang berukuran cukup besar,
15
untuk itu agar tercapai kestabilan emulsi dibutuhkan nilai viskositas yang cukup besar pula.
(a) (b)
Gambar 9 Contoh hasil pengukuran droplet size OSD yang stabil (a) contoh hasil pengukuran droplet size OSD yang tidak stabil
Gambar 10 Pengaruh produk campuran DEA dan MES terhadap ukuran droplet rata-rata yang dihasilkan pada rasio komposisi 1:3 Gambar 10 menunjukkan perbandingan hasil pengukuran droplet size
produk OSD yang memiliki droplet size seragam dan tidak seragam. Hasil pengukuran droplet size yang tidak seragam terlihat beberapa ukuran droplet yang jauh lebih besar dari droplet lainnya. Adanya ketidak seragaman ukuran droplet pada hasil formulasi menyebabkan terjadinya flokulasi. Flokulasi ini disebabkan adanya gaya tolak menolak pada sistem emulsi sehingga molekul-molekul yang ukurannya lebih kecil menggumpal dengan ukuran droplet yang lebih besar. Hasil dari pengukuran droplet size
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 D EA 2% : M ES 5% D EA 3% : M ES 5% D EA 4% : MES 5% D EA 5% : M ES 5% D EA 2% : MES 10% D EA 3% : MES 10% D EA 4% : MES 10% D EA 5% : MES 10% D EA 2% : MES 15% D EA 3% : MES 15% D EA 4% : MES 15% D EA 5% : MES 15% Uku ran d rop let rat a-rat a ( m) Formulasi
16
produk OSD yang stabil ditampilkan pada Gambar 10. Gambar 10 menunjukkan pengaruh campuran DEA dan MES pada rasio 1 : 3 terhadap droplet size produk yang dihasilkan. Gambar 10 dapat dilihat bahwa semakin besar konsentrasi MES pada campuran maka akan semakin besar pula droplet size yang dihasilkan. Ukuran droplet pada sistem emulsi juga akan mempengaruhi viskositas emulsi tersebut. Menurut Muchtadi (1990), Sistem emulsi yang memiliki droplet dengan ukuran kecil akan lebih besar nilai viskositasnya, begitupun sebaliknya sistem emulsi dengan droplet lebih besar maka akan lebih kecil viskositasnya .
Hasil penelitian menunjukkan bahwa sistem emulsi yang stabil diperoleh karena adanya peran surfaktan sebagai emulsifier. Keberadaan
emulsifier bertujuan untuk menyeimbangkan molekul fase terdispersi dan fase pendispersi pada produk. Produk OSD yang dihasilkan menunjukkan rasio larutan MES lebih besar dari rasio larutan DEA, sehingga larutan surfaktan MES lebih banyak memberikan fungsi emulsifier yang lebih besar. Rasio larutan MES lebih besar dari larutan DEA. Hal ini diduga karena adanya gaya kohesi antara larutan MES yang memiliki gugus bermuatan negatif. Gaya kohesi pada formulasi OSD berperan untuk menstabilkan sistem emulsi. Peran surfaktan DEA pada formulasi OSD adalah sifat yang dimiliki yaitu biodegradable dan sifat nonioniknya yang dapat larut dalam apapun media pembawanya.
Karakteristik Produk Oil Spill Dispersant (OSD)
Formulasi OSD dengan komposisi DEA dan MES membentuk sistem emulsi dengan adanya ikatan hidrogen. Ikatan hidrogen yang terjadi pada sistem emulsi disebabkan oleh sifat hidrofilik yang terkandung pada kedua surfaktan. Menurut Hsu et al. (2013) sifat hidrofilik yang dimiliki surfaktan mengandung gugus hidroksil dan oksietilen, sehingga mengakibatkan pengemulsi membentuk ikatan hidrogen dengan molekul air. Ikatan hidrogen memiliki peranan pada pembentukan emulsi formula OSD, dimana apabila ikatan hidrogen terputus pada pembentukan emulsi akan mengakibatkan emulsi menjadi tidak stabil.
Tahap penelitian sebelumnya diketahui bahwa komposisi formula terbaik untuk OSD adalah formulasi dengan rasio DEA dan MES sebesar 1:3. Pada tahap ini dilakukan analisis sifat fisiko kimia produk OSD berupa analisis densitas, tegangan permukaan, viskositas dan pH sebagai parameter untuk menentukan hasil terbaik formula OSD. Formula OSD terbaik selanjutnya akan diuji sebagai dispersan tumpahan minyak.
17
Gambar 11 Hasil Produk OSD campuran DEA dan MES dengan stabilitas emulsi >80%
Formula OSD yang terpilih untuk dilakukan analisis lanjutan adalah formula yang memilki nilai stabilitas emulsi >80%. Formula OSD tersebut adalah formula dengan campuran larutan DEA 2, 3, 4, 5% dengan larutan MES 5, 10, 15% pada rasio pencampuran 1 : 3. Proses pencampuran tersebut dihasilkan 12 formula OSD. Gambar 11 menunjukkan hasil formulasi OSD campuran DEA dan MES dengan emulsi yang stabil. Selanjutnya produk OSD tersebut diuji lanjut untuk menghasilkan produk OSD yang terbaik. Pengujian meliputi beberapa parameter, yaitu densitas terkecil, tegangan permukaan yang mencapai titik CMC (critical micelle concentration), pH normal untuk diaplikasikan pada lingkungan perairan laut dan viskositas sesuai dengan standar OSD komersial.
Densitas OSD
Parameter densitas merupakan salah satu parameter yang menentukan nilai tegangan permukaan cairan, dimana semakin besar densitas maka akan semakin besar pula nilai tegangan permukaan yang disebabkan semakin rapatnya partikel-partikel dari larutan. Kerapatan partikel menyebabkan gaya kohesi untuk memecahkan permukaan suatu cairan akan semakin besar, hal ini terkait dengan gaya kohesi di permukaan, dimana partikel-partikel yang rapat akan membuat gaya tarik menarik antar partikel-partikel semakin kuat. Hasil pengukuran densitas formula OSD (Gambar 12) menunjukkan bahwa semakin besar konsentrasi DEA dan MES maka semakin besar pula densitas formula tersebut.
Pengaruh konsentrasi MES terhadap densitas terlihat bahwa semakin besar konsentrasi MES pada OSD maka semakin besar pula densitasnya. Hal ini diduga karena pengaruh pembentukan misel pada setiap produk OSD yang dihasilkan. Sifat fisik densitas berkaitan dengan berat molekul yang terkandung pada produk OSD. Semakin besar konsentrasi surfaktan maka semakin besar berat molekul, maka dari itu nilai densitas produk OSD yang dihasilkan semakin meningkat.
18
Gambar 12 Pengaruh produk OSD (campuran DEA dan MES) terhadap parameter densitas OSD yang dihasilkan pada rasio volume 1 : 3
Tegangan Permukaan OSD
Parameter tegangan permukaan memiliki kaitan dengan nilai densitas. Hal ini disebabkan oleh densitas yang kecil memiliki kerapatan muatan partikel yang kecil, sehingga gaya yang diperlukan untuk memecahkan permukaan cairan tersebut akan kecil pula (Young 2004). Pengukuran tegangan permukaan bertujuan untuk mengetahui titik critical micelle concentration (CMC) pada produk OSD. CMC merupakan parameter standar untuk mengetahui konsentrasi emulsi yang seimbang pada formulasi surfaktan, karena umumnya CMC menjadi titik dimana surfaktan membentuk struktur asosiasi surfaktan (Wang et al 2003). Asosiasi surfaktan yang diharapkan pada produk ini adalah mikroemulsi air dalam minyak. CMC juga diketahui sebagai titik jenuh surfaktan dapat bekerja untuk mengikat air dan minyak.
Hasil pengukuran tegangan permukaan produk OSD diketahui bahwa peningkatan konsentrasi DEA berpengaruh terhadap penurunan nilai tegangan permukaan (Gambar 13) dan terjadi penurunan nilai terendah pada konsentrasi DEA 3%.. Setelah itu semakin besar konsentrasi DEA menyebabkan tegangan permukaan meningkat dan mencapai titik stabil. Hal ini sesuai dengan pengamatan Charlena et al. (2009), bahwa nilai tegangan permukaan untuk formulasi surfaktan akan terus menurun sebelum formulasi mencapai titik critical micelle concentration (CMC), dimana setelah nilai CMC mencapai titik minimum (titik jenuh), maka selanjutnya hanya sedikit terjadi perubahan pada nilai tegangan permukaan. Menurut Schramm (2000), penurunan tegangan permukaan terjadi karena adanya gaya kohesi dan adhesi pada permukaan air. Adanya gaya adhesi pada permukaan ini mengakibatkan molekul pada permukaan akan tarik menarik dengan molekul dibawah permukaan.
0.899 0.900 0.901 0.902 0.903 0.904 0.905 0.906 0.907 0.908 0.909 0 1 2 3 4 5 6 Densi ta s (g /cm 3 ) Konsentrasi DEA (%) 5 10 15 Konsentrasi MES
19
Gambar 13 Pengaruh produk OSD (campuran DEA dan MES) terhadap tegangan permukaan OSD yang dihasilkan pada rasio volume 1 : 3
Titik CMC pada formulasi OSD diduga merupakan titik dimana kinerja surfaktan dalam berikatan telah mencapai titik optimum. Asadov et al. (2012) menjelaskan bahwa untuk menentukan CMC dapat melalui grafik pengukuran tegangan permukaan, dimana perubahan lereng pada kurva diketahui sebagai CMC dari formulasi surfaktan.
Hasil analisis diketahui nilai optimum dari tegangan permukaan produk OSD adalah nilai minimum atau nilai terkecil. Gambar 13 menunjukkan produk OSD yang mencapai titik CMC tegangan permukaan adalah produk OSD dengan komposisi DEA 3% : MES 5% dengan nilai tegangan permukaan sebesar 25.589 mN/m. Peningkatan nilai tegangan permukaan sesaat setelah mencapai titik CMC diduga disebabkan ikatan molekul yang membentuk misel semakin menurun. Pembentukan misel menurun akibat surfaktan pada formulasi mulai terpecah dan melepaskan diri dari asosiasi surfaktan, selanjutnya surfaktan tersebut hanya akan teradsorpsi pada larutan formulasi OSD.
Viskositas OSD
Parameter viskositas merupakan salah satu indikator yang menentukan sifat surfaktan terkait dengan kinerja produk OSD. Viskositas memiliki kaitan dengan stabilitas emulsi. Menurut Waistra (1996), besarnya viskositas dapat meningkatkan stabilitas emulsi karena dapat menghambat proses coalescence atau bersatunya misel yang terkandung pada produk emulsi. Selain itu, viskositas juga dipengaruhi oleh temperatur, semakin tinggi temperatur maka akan menurunkan nilai viskositas produk emulsi. Menurut Fauziah (2010), nilai viskositas yang tinggi dapat menbentuk misel-misel yang lebih sempurna pada formulasi surfaktan. Pada penelitian ini, diketahui bahwa untuk membentuk sistem emulsi yang stabil diperlukan larutan MES yang lebih besar daripada larutan DEA. Hasilnya sistem emulsi yang dihasilkan memiliki nilai viskositas yang cukup tinggi.
25.0 25.5 26.0 26.5 27.0 27.5 28.0 28.5 29.0 0 1 2 3 4 5 6 T eg a ng a n perm uk a a n (m N/ m ) Konsentrasi DEA (%) 5 10 15 Konsentrasi MES (%)
20
Gambar 14 Pengaruh Produk OSD (campuran DEA dan MES) terhadap viskositas OSD yang dihasilkan pada rasio volume 1:3
Hasil pengamatan terhadap parameter viskositas produk OSD menunjukkan tidak memiliki kecenderungan peningkatan nilai viskositas. Hal ini terlihat pada Gambar 14. Nilai viskositas produk terlihat meningkat sampai produk konsentrasi DEA 3%. Namun pada konsentrasi DEA 4 % dan 5% viskositas produk mengalami penurunan. Nilai viskositas yang beragam dapat disebabkan oleh stabilitas emulsi yang menurun. Penurunan dan peningkatan viskositas produk OSD diduga berkaitan dengan ukuran droplet yang diperoleh berbeda pada setiap produknya. Viskotas pada produk OSD juga dipengaruhi oleh kerapatan molekul, dimana semakin rapat ikatan molekul pada hasil formulasi maka akan semakin besar viskositas yang dihasilkan. Ikatan molekul produk OSD berkaitan dengan pembentukan misel oleh gugus surfaktan. Menurut Elfiyani (2013), nilai viskositas yang tinggi mempengaruhi terbentuknya misel-misel yang lebih sempurna pada formulasi surfaktan. Pembentukan misel-misel yang lebih sempurna akan mempengaruhi kinerja surfaktan sebagai dispersan. Besarnya viskositas chemical dispersant convensional berkisar antara 70 –
250 cP, maka dari itu nilai viskositas pada penelitian masih berada pada standar viskositas OSD konvensional.
pH OSD
Parameter pH dibutuhkan untuk mengetahui tingkat keasaman pada produk OSD. Untuk diaplikasikan pada lingkungan. Kandungan pH produk berada pada pH normal sehingga tidak membahayakan lingkungan. Pada
